(57)【要約】【課題】インバータの電流調整に要する時間を短くすることを目的とする。【解決手段】商用電源をＤＣ化する整流回路１３と平滑用のコンデンサ１５を有し、共振用のコンデンサ１６とトランス１８とＩＧＢＴ１７で構成されるインバータ方式駆動電源によりマグネトロンに高圧を印加しマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置において、マイクロ波出力とほぼ比例関係にある一次側入力電流を所定値に調整設定する調整回路３６を有し  該調整回路３６は最終的な調整手段を抵抗値で行うものとし、該最終的な抵抗値の決定方法として２点の決められたおのおの異なる抵抗値の時の一次側入力電流値から計算し決定する方法とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源をＤＣ化する整流回路と平滑用のコンデンサを有し、共振用のコンデンサとトランスとスイッチング素子で構成されるインバータ方式駆動電源によりマグネトロンに高圧を印加しマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置において、マイクロ波出力とほぼ比例関係にある一次側入力電流を所定値に調整設定する調整回路を有し  該調整回路は最終的な調整手段を抵抗値で行うものとし、該最終的な抵抗値の決定方法として２点の決められたおのおの異なる抵抗値の時の一次側入力電流値から計算し決定する方法としたインバータ電流調整値記憶回路。
【請求項２】
調整回路中の最終的な調整手段である抵抗値は、何種類かの抵抗値を内部に保有し外部からの書き込みにより所定抵抗値を選択記憶できるメモリ機能回路を包含する抵抗器回路により実現するものとした請求項１記載のインバータ電流調整値記憶回路。
【請求項３】
メモリ機能回路を包含する抵抗器回路は、直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとした請求項１または２記載のインバータ電流調整値記憶回路。
【請求項４】
メモリ機能回路を包含する抵抗器回路は、直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとし、前記メモリ機能回路を包含する抵抗器回路はワンチップ内に収まる集積回路とした請求項１〜３のいずれか１項に記載のインバータ電流調整値記憶回路。
【請求項５】
調整回路中の最終的な調整手段である抵抗値は、２点の一次側入力電流測定値から計算し決定する方法とし、該決定した抵抗値は固定抵抗とし該調整回路を搭載したプリント基板上にそのまま選択挿入される構成とした請求項１記載のインバータ電流調整値記憶回路。
【請求項６】
調整回路中の最終的な調整手段である抵抗値は、２点の一次側入力電流測定値から計算し決定する方法とし、該決定した抵抗値は固定抵抗とし該調整回路を搭載したプリント基板上に自動機を使用しそのまま選択挿入される構成とした請求項１または５記載のインバータ電流調整値記憶回路。
【請求項７】
メモリ機能回路を包含する抵抗器回路は、直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとし  前記メモリ機能回路を包含する抵抗器回路はインバータを制御する集積回路のと同一チップ内に構成した請求項１〜４のいずれか１項に記載のインバータ電流調整値記憶回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジなどのようにインバータ電源を使ってマグネトロンを駆動しマイクロ波を発生させる装置において、入力電流値を所定の値に調整設定する方法および構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来のインバータ電子レンジ各回路構成および入力電流調整回路構成を示したものである。
【０００３】
図において、商用電源１１からの交流は整流回路１３によって直流に整流され、整流回路１３の出力側のチョークコイル１４と平滑コンデンサ１５で平滑され、インバータの入力側に与えられる。直流は半導体スイッチング素子のオン・オフにより所望の高周波（２０〜４０ｋＨｚ）に変換される。インバータのメイン回路は、直流を高速でスイッチングするＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１７と共振コンデンサ１６と昇圧トランス１８とで構成され、このＩＧＢＴを駆動制御するインバータ制御回路２００によって制御され、昇圧トランス１８の１次側を流れる電流が高速でオン／オフにスイッチングされる。
【０００４】
制御回路２００の入力信号は整流回路１３の１次側電流をシャント抵抗３１に流しその両端間の発生電圧により検出し差動増幅回路３２により差動増幅する、すなわち１次側入力電流があらかじめ決められた所定値になるように差動増幅回路３２のゲインに関わる半固定ボリウム３３の抵抗値を調節設定する。１次側入力電流値と半固定抵抗３３の抵抗値との関係、言いかえれば差動増幅回路３２のアウトプットであるＩＣ２９の入出力ポートであるＯＰＯ出力との関係を記憶している。
【０００５】
昇圧トランス１８では１次巻線１８１にインバータの出力である高周波電圧が加えられ、２次巻線１８２に巻線比に応じた高圧電圧が得られる。また、昇圧トランス１８の２次側に巻回数の少ない巻線１８３が設けられマグネトロン１２のフィラメント１２１の加熱用に用いられている。昇圧トランス１８の２次巻線１８２はその出力を整流する倍電圧半波整流回路１９を備えている。倍電圧半波整流回路１９は高圧コンデンサ１９３，１９４及び２個の高圧ダイオード１９１，１９２により構成される。
【０００６】
図７に従来方式の調整手順の流れ図を示す、インバータユニットの組立てが完成し（５１）検査で合格する（５３）と（問題なければ）次の工程としてインバータユニット調整工程１（５４）に進む、半固定ボリウムの左回転いっぱいに回した状態（一番抵抗値が大きい状態―初期スタート位置）にし、その状態でインバータ調整工程２（５５）に進む、インバータ調整工程２ではインバータユニット調整工程１で設定（調整）された抵抗値で所定の入力電流値が得られているか判断し（判断５６）得られていれば調整終了となるが、得られてなければ、またインバータ調整工程１（５４）に戻り半固定ボリウムを右に１単位角度分だけ回転させ抵抗値を１単位角度分だけ小さくする。
【０００７】
ちなみに、半固定ボリウムの抵抗値が小さくなれば入力電流値は増える。この状態で再度インバータ調整工程２（５５）に進み、所定の入力電流値が得られているか判断し（判断５６）得られていればこの時点で調整終了となるが、得られてなければ、またインバータ調整工程１（５４）に戻る、このサイクル（５４〜５５〜５６）を所定電流値がえられるまで繰り返す。半固定ボリウムの回転角度は２６０度あり調整の１単位角度は２度なので最悪ケースでは１３０回このサイクルを繰り返す、アベレージでも６５回サイクルを繰
り返す。
【０００８】
しかし、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来のインバータ電流調整値記憶回路は、少しずつ半固定抵抗器を回転しながら最適な抵抗設定値を見つけ出し設定固定する方式なので、最適な抵抗設定値に設定し終わるまで時間がかかってしまう。例えば、前述の調整１単位角度が２度でこの１サイクルに０.３秒かかるとするとアベレージで６５回サイクルなので１９．５秒、最悪ケースでは１３０サイクルになるので３９秒かかってしまう。調整作業にこれだけ時間がかかってしまうと大量生産して安価で品質ばらつきの少ない製品を作り出すことへの大きな支障になっている。
【００１０】
また、半固定ボリウムはその回転位置を固定していないので（接着剤で固定しない限り位置は動いてしまう危険性が常にと伴う）所定の入力電流値になるよう初期状態で設定できていても半固定ボリウムの回転位置が途中でずれてしまい、所定の入力電流値が出なくなる可能性もある。また、ボリウムは回転させるための構造物、抵抗体を構成する基板、接点の役割をするブラシおよび端子など構造部品で構成されているので部品の必要外形は大きくなってしまう。さらなる省スペース化の実現というユーザーにメリットのある特徴に向けても部品自体の外形が大きいこの構成は不利になっている。
【００１１】
そこで本発明は、これらの課題を解決するもので、調整作業に時間がかからない、すなわち調整作業時間が従来より短縮でき、安価で品質ばらつきの少ない製品を大量生産しやすくすることができ、さらに、半固定ボリウムを使うことによる従来の課題を解決することができるインバータ電流調整値記憶回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、商用電源をＤＣ化する整流回路と平滑用のコンデンサを有し、共振用のコンデンサとトランスとスイッチング素子で構成されるインバータ方式駆動電源によりマグネトロンに高圧を印加しマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置において、マイクロ波出力とほぼ比例関係にある一次側入力電流を所定値に調整設定する調整回路を有し、該調整回路は最終的な調整手段を抵抗値で行うものとし、該最終的な抵抗値の決定方法として２点の決められたおのおの異なる抵抗値の時の一次側入力電流値から計算し決定する方法としたもので、調整作業に時間がかからないすなわち調整作業時間が従来より短縮できる。よって、安価で品質ばらつきの少ない製品を作っていくためのひとつの手段である大量生産をしやすくすることができ、また半固定ボリウムを使うことによる従来の課題である半固定ボリウムの回転位置が途中でずれ所定の入力電流値が出なくなる危険性の存在、あるいは半固定ボリウムを含む調整回路を構成する部品自体の外形が大きいことによる省スペース化に向けての不利などを解決することができるインバータ電流調整器を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のインバータ電子レンジ電流調整値記憶回路によれば、調整抵抗値を決定する過程で２回電流値測定をすればよく従来よりはるかに調整に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、商用電源をＤＣ化する整流回路と平滑用のコンデンサを有し、共振用の
コンデンサとトランスとスイッチング素子で構成されるインバータ方式駆動電源によりマグネトロンに高圧を印加しマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置において、マイクロ波出力とほぼ比例関係にある一次側入力電流を所定値に調整設定する調整回路を有し  該調整回路は最終的な調整手段を抵抗値で行うものとし、該最終的な抵抗値の決定方法として２点の決められたおのおの異なる抵抗値の時の一次側入力電流値から計算し決定する方法としたことを特徴とする。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明のインバータ電流調整値記憶回路において、調整回路中の最終的な調整手段である抵抗値は、何種類かの抵抗値を内部に保有し外部からの書き込みにより所定抵抗値を選択記憶できるメモリ機能回路を包含する抵抗器回路により実現するものとしたことを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、第１または第２の発明のメモリ機能回路を包含する抵抗器回路は、直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとしたことを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、第３の発明のインバータ電流調整値記憶回路において、メモリ機能回路を包含する抵抗器回路は、直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとし、前記メモリ機能回路を包含する抵抗器回路はワンチップ内に収まる集積回路としたことを特徴とする。
【００１８】
第５の発明は、第１の発明のインバータ電流調整値記憶回路において、調整回路中の最終的な調整手段である抵抗値は、２点の一次側入力電流測定値から計算し決定する方法とし、該決定した抵抗値は固定抵抗とし該調整回路を搭載したプリント基板上にそのまま選択挿入される構成としたことを特徴とする。
【００１９】
第６の発明は、第５の発明において、調整回路中の最終的な調整手段である抵抗値を、２点の一次側入力電流測定値から計算し決定する方法とし、該決定した抵抗値は固定抵抗とし該調整回路を搭載したプリント基板上に自動機を使用しそのまま選択挿入される構成としたことを特徴とする。
【００２０】
第７記載の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明のインバータ電流調整値記憶回路において、メモリ機能回路を包含する抵抗器回路は、直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとし  前記メモリ機能回路を包含する抵抗器回路はインバータを制御する集積回路のと同一チップ内に構成したことを特徴とする。
【００２１】
以下、本発明のインバータ電子レンジ電流調整値記憶回路について図面を参照に詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明に係るインバータ電流調整値記憶回路を含むインバータ電源方式によるマグネトロン駆動電源の回路図である。図において、商用電源１１からの交流は整流回路１３によって直流に整流され、整流回路１３の出力側のチョークコイル１４と平滑コンデンサ１５で平滑され、インバータの入力側に与えられる。直流は半導体スイッチング素子のオン・オフにより所望の高周波（２０〜４０ｋＨｚ）に変換される。インバータのメイン回路は、直流を高速でスイッチングするＩＧＢＴ１７（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  
Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と共振コンデンサ１６と昇圧トランス１８とで構成され、このＩＧＢＴを駆動制御するインバータ制御回路２００によって制御され、昇圧トランス１８の１次側を流れる電流が高速でオン／オフにスイッチングされる。
【００２３】
昇圧トランス１８では１次巻線１８１にインバータ１６の出力である高周波電圧が加えられ、２次巻線１８２に巻線比に応じた高圧電圧が得られる。また、昇圧トランス１８の２次側に巻回数の少ない巻線１８３が設けられマグネトロン１２のフィラメント１２１の加熱用に用いられている。昇圧トランス１８の２次巻線１８２はその出力を整流する倍電圧全波整流回路２０を備えている。倍電圧全波整流回路２０は高圧コンデンサ１９３、１９４及び２個の高圧ダイオード１９１，１９２により構成される。
【００２４】
制御回路２００の入力信号は整流回路１３の１次側電流をシャント抵抗３１に流しその両端間の発生電圧により検出し差動増幅回路３２により差動増幅する。すなわち、１次側入力電流があらかじめ決められた所定値になるように差動増幅回路３２のゲインに関わる抵抗記憶装置３６の抵抗値を調節設定する。そして、１次側入力電流値と抵抗記憶装置３６の抵抗値との関係、言いかえれば差動増幅回路３２のアウトプットであるＩＣ２９の入出力ポートであるＯＰＯ出力との関係を記憶させる。
【００２５】
図２は本発明になる抵抗記憶装置３６の一例でありその内部構成を示す。図において、抵抗記憶装置３６の中には直列状に多数連結された抵抗（３７−ａ〜３７−ｊ）とこの抵抗の各連結部分に個別に切り替えて接続できるマルチプレクサ３８とを有し該マルチプレクサはシリアル同期入力Ｓｉｎ入力３９の入力タイミングに沿ってデータインＤｉｎ入力４０よりデータを入力し所定の抵抗連結部分にマルチプレクサの接点接続を実行し記憶させることができる。直列抵抗が１０２４個すなわち１０ビット分あり最大抵抗値を５１０オームとして設定抵抗を５１０Ω×３６５／１０２４（１８１.８Ω）に設定したい時は２進法で“０１０１１０１１０１”のデータをＤｉｎ入力４０からＳｉｎ入力３９信号のタイミングに同期させて入力する。すると、マルチプレクサ３８は直列抵抗３６の３６５番目の接続部分にその記憶接続がなされる。すなわち、データ出力端子であるＤ０１（４２１）およびＤ０２（４２２）  端子間の抵抗値が１８１.８Ωに記憶固定することができる。
【００２６】
次に適正な入力電流を得るための抵抗値を選定するプロセスについて図３のフローチャートを用いて説明する。インバータユニットの組立てが完成し（５１）検査で合格する（５３）と（問題なければ）次の工程としてインバータユニット調整工程１（６１）に進む。抵抗記憶装置３６の抵抗値が２００.２Ωになるようマルチプレクサ３８へのデータのやり取りをし（２進法で“０１１００１００１０”すなわち、１０進で４０２／１０２４
に設定）電流値を測定する。その時の電流値をＩ１（Ａ）とする。次の工程としてインバータユニット調整工程２（６２）に進み、今度は抵抗記憶装置３６の抵抗値が３９９．９Ωになるようマルチプレクサ３８へのデータのやり取りをし（２進法で“１１０１００００１１”すなわち、１０進で８０３／１０２４に設定）電流値を測定する。その時の電流値をＩ２（Ａ）とする。次の工程としてインバータユニット調整工程３（６３）に進む。ここでは入力電流の調整値が所定値例えばＩ３（Ａ）になるよう抵抗記憶装置３６の抵抗値を計算する。計算式は、（Ｉ１−Ｉ３）／（２００.２―Ｘ）＝（Ｉ１−Ｉ２）／（２００.２−３９９.９）からＸを求めることにより決まる。次の工程６４では、抵抗値Ｘになるよう調整抵抗値を記憶素子に記憶処理をする。調整抵抗値を決定する過程でこの方法では２回電流値測定をすればよく、従来のように例えば半固定ボリウムで回転角度が２６０度あり調整の１単位角度が２度の場合、最悪のケースでは１３０回この電流測定サイクルを繰り返す必要があるのに対して、調整に要する時間が短くてすむ。また例えば、１０ビットなら１／１０２４の調整分解能が得られるので前述の半固定ＶＲの場合の分解能１／１３０よりはるかに設定分解能がよいすなわち精度のよい調整設定が可能となる。ま
た、半固定ボリウムはその接点部分にブラシを使っているので耐ノイズ性、耐久性での設定抵抗の安定度で劣ってしまうが本実施の形態によるとそのような心配も解消できる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は本発明の第２実施の形態の構成を示すもので、図２に示した前述の実施の形態１では抵抗記憶装置３６の内部にある直列状に多数連結された抵抗（３７−ａ〜３７−ｊ）とこの抵抗の各連結部分に個別に切り替えて接続しまた記憶するマルチプレクサ３８とで調整すべき抵抗値を実現していたが、本２番目の例では調整すべき抵抗値の実現方法として固定抵抗にしている。
【００２８】
適正な入力電流を得るための抵抗値を選定するプロセスについては前述の図３に示した実施の形態と同様で図２のフローチャートを使って説明した内容と同じである。ただ調整工程１（６１）で設定する２００．２Ωや調整工程２（６２）で設定する３９９．９ΩはインバータＰＣＢユニットの外部にある調整工程コントローラ４５で設定する。また次の工程としてのインバータユニット調整工程３（６３）での最適抵抗値の計算も該調整工程コントローラ４５で行う、抵抗値Ｘの計算方法は例１と同じで調整工程１での電流値をＩ１、調整工程２での電流値をＩ２、調整工程３での設定電流値をＩ３、とすると、計算式は（Ｉ１−Ｉ３）／（２００.２―Ｘ）＝（Ｉ１−Ｉ２）／（２００.２−３９９.９）で、この計算式からＸを求めることができる。次の工程として該インバータＰＣＢユニットの外部にある調整工程コントローラ４５は計算式から求めたＸに一番近い抵抗値をカセットから選びそのままインバータＰＣＢユニットの調整抵抗挿入箇所（４６１〜４６３）に自動挿入する。なお、調整抵抗挿入箇所を３つ用意しているのは粗い抵抗値設定用４６１と中程度の細かい抵抗値設定用４６２と抵抗値微調整用４６３のためである。
【００２９】
本実施の形態においても調整抵抗値を決定する過程で２回電流値測定をすればよく従来のように例えば半固定ボリウムで回転角度が２６０度あり調整の１単位角度が２度の場合最悪のケースでは１３０回この電流測定サイクルを繰り返す必要であるのに対して調整に要する時間が短くてすむ。また例えば、１０ビットなら１／１０２４の調整分解能が得られるので半固定ＶＲの場合の分解能１／１３０よりはるかに設定分解能がよいすなわち精度のよい調整設定が可能となる。
【００３０】
また、半固定ボリウムはその接点部分にブラシを使っているので耐ノイズ性、耐久性での設定抵抗の安定度で劣ってしまうが本実施の形態によるとそのような心配も解消できる。また、この耐ノイズ性、耐久性の優れている点については１ないし３本の固定抵抗で調整抵抗を設定できるという構成なので実施の形態１で示した直列状に多数連結された抵抗（３７−ａ〜３７−ｊ）とこの抵抗の各連結部分に個別に切り替えて接続しまた記憶するマルチプレクサ３８とで調整すべき抵抗値を実現する方法よりもさらに優れたものであるし、コスト性も優れている。
【００３１】
図５は本発明の第３の実施の形態の構成を示すもので、図２に示した前述の実施の形態１では抵抗記憶装置３６の内部にある直列状に多数連結された抵抗（３７−ａ〜３７−ｊ）とこの抵抗の各連結部分に個別に切り替えて接続しまた記憶するマルチプレクサ３８とで調整すべき抵抗値を実現し、かつ該抵抗記憶装置３６はインバータＰＣＢユニットの独立した回路部品群として構成していたが、本実施の形態では該抵抗記憶装置３６すなわち直列に接続された抵抗とそれぞれの抵抗の接続部に切り替え接点を有するマルチプレクサと該マルチプレクサの接続位置を外部からの書き込みにより所定位置に選択記憶できるメモリ素子からなるものとするもので、これらの回路機能をインバータを制御するＩＣの中にすなわち同一チップ内に収める構造としたものである。これにより回路部品点数の削減による省スペース化やコスト削減が一層図れることが期待できる。なお、調整抵抗の決定プロセスは前述の実施の形態１とまったく同じである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかるインバータ電流調整値記憶回路は、抵抗を用いて調整を行う種々の機器に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るインバータ電流調整値記憶回路を含むマグネトロン駆動電源の回路図
【図２】本発明の実施の形態１のインバータ電流調整値記憶回路の回路図
【図３】本発明に係るインバータ電流調整値記憶回路において適正な入力電流を得るための抵抗値を選定するプロセスを示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２のインバータ電流調整値記憶回路の回路図
【図５】本発明の実施の形態３のインバータ電流調整値記憶回路の回路図
【図６】従来のマグネトロン駆動電源の回路図
【図７】従来方式のインバータ電流調整回路における電流調整のプロセスを示すフローチャート
【符号の説明】
【００３４】
１１  商用電源
１２  マグネトロン
１３  整流回路
１５  平滑コンデンサ
１６  共振コンデンサ
１７  ＩＧＢＴ
１８  昇圧トランス
２９  インバータ制御用ＩＣ（集積回路）
３６  抵抗記憶装置
３８  マルチプレクサ
４６  調整設定用固定抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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